浅谈混凝土坝工程监测仪器的选型及应用

孟方 宋田华

混凝土坝是水利水电工程建设中的重要组成部分，也是一项大型的建筑工程项目。在当今提倡建筑质量、安全、经济协调发展的背景下，混凝土坝工程安全监测的重要性愈发凸显。而在水工建筑物中科学设计并配置监测仪器，通过监测仪器获取混凝土坝工程基础信息，如应力应变、渗压渗流等参数信息，可有效了解混凝土坝变化趋势，进行安全风险防范，提升混凝土坝工程安全性与运行稳定性、可靠性。因此，关于混凝土坝工程监测仪器选型及应用的研究具有重要现实意义。

1混凝土坝工程中监测仪器应用的重要性

混凝土坝作为水利水电工程建设体系中一项大型的建筑物，由于所处位置的特殊性决定了其运行安全、稳定与可靠的重要性，一旦混凝土坝出现安全问题，将对人们带来严重的影响与危害。基于此，混凝土坝工程安全监测工作的有效开展至关重要。通常情况下，混凝土坝环境监测、混凝土坝应力应变、混凝土坝温度监测、混凝土坝变形监测以及渗流监测是混凝土坝安全监测中的重点监测项目，其监测结果的准确性对工程项目施工与运维管理存在直接影响。而基于安全监测技术研发与应用下形成的安全监测仪器，对提升混凝土坝安全监测系统的精度、准确度，保证系统长期连续运行具有重要影响作用，是各监测项目不可获取的存在。由此可见，混凝土坝工程中监测仪器的有效应用至关重要。

2混凝土坝工程监测仪器的选型

随着科学技术的创新发展与应用，混凝土坝工程中监测仪器类型呈现出多元化发展态势。目前，应用较为广泛的监测仪器主要有埋入式监测仪器、外部安装型监测仪器以及智能仪器。其中埋入式监测仪器主要是指能够埋入水利水电工程建筑物内部的一种传感器，可实现对其结构相关物理量变化情况的有效监测，包括大坝内部的应力应变、裂缝、变形、位移、渗流渗压、温度场等参数的监测。由于埋入式监测仪器在应用后不可随意取出，因此对其的可靠性与长期稳定要求较高。因此，在实际应用过程中需着重考虑这两方面的性能。从目前已经完后的混凝土坝工程来看，相对其他监测仪器而言，钢弦式仪器与差动电阻式仪器的应用性较强。对其适应性与优越性进行对比分析发现，由于差动电阻式仪器主要是由两组钢丝构成，其测值的稳定性是由钢丝材料松弛度决定的，在通过当前工艺处理后，其稳定性要高于由单根钢筋振动、计算测值的钢弦式仪器。加之差动电阻式仪器可实现对监测点温度的同步监测，其变量模型与早期混凝土弹性模型向契合，可有效测出终凝后的混凝土应变。随着当前差动电阻式仪器的革新，其精度与分辨力虽然没有钢弦式仪器高，当足够满足工程需求，因此在混凝土坝工程中具有较高的应用性。相对于埋入式仪器而言，外部安装型监测仪器多在水工建筑物表面、边坡表面进行应用，用以测量渗流渗压量、环境量；智能仪器的应用还不成熟，处于发展与完善阶段，但在一定程度上推动了安全监测自动化测量系统的优化发展，如CCD垂线坐标仪的设计与应用。

3混凝土坝工程中监测仪器的实践应用

3.1工程概述

水电站工程主要由阻水建筑、泄洪降能建筑、厂区系统等共同组成。水电站大坝为混凝土大坝，大坝共分成了17个坝段，最大坝高120m。由于大坝裂缝现行较为明显，且温度控制难度较大，故选用埋入式仪器（以差动电阻式仪器为主）进行大坝安全监测，进行混凝土内部温度与裂缝开度情况的高精度监测。

3.2监测仪器的应用

在監测仪器应用过程中，依据“测点布设—仪器准备—造孔—就位安装—回填—接线”工作流程进行具体操作。在此过程中，需通过质量检测，保证仪器质量符合标准；在仪器安全之前需展开测头连接电缆，并利用测量工具，确定其坐在位于，做好标记，保证仪器安装规范性与标准型。

总而言之，监测仪器在混凝土坝工程中的有效应用，对提升工程设计施工质量与安全，混凝土坝蓄水运行安全的监督与管理具有重要影响作用。相关工作人员应根据工程实际建设要求与施工情况，通过综合分析，进行监测仪器的科学选择，保证监测仪器应用的科学性、合理性与有效性。在未来发展中监测仪器将呈现出自动化、智能化发展趋势。对此，认知监测仪器应用重要性，掌握监测仪器选型原理，对大坝安全监测技术作用的最大化发展具有重要意义。